DE10063794A1 - Verfahren zur Herstellung von Dünnschichtsensoren, insbesondere Heissfilmanemometern - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Dünnschichtsensoren, insbesondere HeissfilmanemometernInfo
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Abstract
Zur wirtschaftlichen und effektiven Herstellung von Dünnschichtsensoren in großer Stückzahl werden zunächst Sensorstrukturen auf ein Glassubstrat aufgebracht (S10) und der Verbund aus Glassubstrat und Sensorstrukturen an dessen Vorderseite mit einem Träger unverrückbar verbunden (S20). Danach wird das Substratmaterial von der Rückseite her bis zu einer resultierenden Enddicke (d) des Glassubstrates weitgehend großflächig abgetragen (S31, S32, S33). Die optionalen Abtragschritte (S32, S33) dienen zur Verminderung der Rauheit der Rückseite. Schließlich wird die Verbindung zwischen dem Träger und dem Verbund aus Glassubstrat und Sensorstrukturen wieder gelöst (S50). Dadurch, dass bei diesem Verfahren vergleichsweise dicke Glassubstrate beschichtet werden, wird die Ausschussrate durch Bruch oder Verformung der Glassubstrate signifikant reduziert, auch wenn die Glassubstrate der fertigen Dünnschichtsensoren sehr dünn sind. Darüber hinaus kann mit diesem Verfahren der Automatisierungsgrad in der Dünnschichtsensorherstellung erhöht werden (Figur 1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Dünnschichtsenso
ren, die ein Glassubstrat aufweisen. Ebenso bezieht sich die Erfindung auf
Heissfilmanemometer und Feuchtesensoren, die nach diesem Verfahren
hergestellt wurden.
Dünnschichtsensoren werden in großen Stückzahlen beispielsweise in der
Automobilindustrie zur Messung des Ansaugluftmassenstromes von
Verbrennungsmotoren oder als Feuchtesensoren eingesetzt.
Aufgrund von hohen Anforderungen bezüglich der chemischen Beständig
keit und wegen der großen Temperaturbelastungen werden beispielsweise
Heissfilmanemometer zur Bestimmung von Gasmassenströmen oft mit ei
nem Substrat aus Glas hergestellt. Auf dieses Glassubstrat werden dünne,
etwa 1 µm starke Schichten, häufig aus Molybdän oder Platin, durch zum
Beispiel Vakuumbedampfung oder Katodenzerstäubung (Sputtern) aufge
bracht. Danach wird dieser Verbund in vielen Fällen noch mit einer Schutz
schicht und einer Kontaktschicht versehen. Die notwendigen Sensorstrukturen
werden dann aus den aufgebrachten Schichten, beispielsweise durch
einen selektiven Fotoätzprozess, herausgearbeitet.
Ebenso werden kapazitive Feuchtesensoren als Dünnschichtsensoren her
gestellt. Zu diesem Zweck werden zum Beispiel auf das Glassubstrat
kammförmig ineinander greifende Elektroden aufgebracht. Darauf wird eine
feuchteempfindliche Schicht gebracht, die meistens aus einem Polymerma
terial besteht. Die Kapazität der Elektrodenanordnung ändert sich durch die
von der relativen Luftfeuchte abhängige Wasseraufnahme der feuch
teempfindlichen Schicht. Durch Messung der Kapazität kann dann die rela
tive Luftfeuchte bestimmt werden. Zur weiteren Miniaturisierung und zur Re
duzierung der thermischen Ansprechzeit dieser Sensoren ist eine möglichst
geringe Dicke des Substrates anzustreben.
Insbesondere bei den Heissfilmanemometern ist es wichtig, dass eine
schnelle Ansprechgeschwindigkeit sichergestellt ist, bzw. dass diese Senso
ren eine kurze thermische Zeitkonstante aufweisen. Aus diesen Gründen
werden die Heissfilmanemometer mit einem möglichst dünnen Substrat her
gestellt. Auf diesem Glassubstrat befinden sich üblicherweise zwei Messwi
derstände, von denen einer als Heizwiderstand ausgeführt ist. Im Betrieb bei
Übertemperatur wird die Temperatur bzw. der Widerstand des stromabwärts
gelegenen Heizwiderstandes konstant gehalten, was durch die Nachführung
des Sensorstromes erreicht wird. Der Sensorstrom dient gleichzeitig als
Messgröße für die Durchflussrate der Ansaugluft. Pulsationen im Ansaug
trakt des Motors und etwaige Strömungsumkehr führen in Kombination mit
einer Mittelung über die nichtlineare Charakteristik eines Heissfilmanemo
meters zu Fehlmessungen, die bei modernen Motormanagementsystemen
nicht mehr akzeptiert werden können. Ziel ist es deshalb, ein Heissfilmane
mometer zu realisieren, das eine geringere thermische Zeitkonstante auf
weist. Durch Substrate mit geringer Dicke wird die Wärmekapazität des Sub
strates reduziert, wodurch der störende und das Messergebnis verfäl
schende Wärmefluss zwischen Substrat und Sensorstrukturen im thermisch
instationären Betrieb minimiert wird.
Um ausreichend niedrige Zeitkonstanten zu erreichen sind Substratdicken
von maximal 150 µm notwendig. Vorzugsweise sollten Substratdicken von
100 µm bis hinab zu etwa 50 µm und darunter erreicht werden. Die Herstel
lung von Dünnschichtsensoren in großer Stückzahl auf derartig dünnen
Substraten, insbesondere Glassubstraten, ist aus fertigungstechnischer
Sicht besonders schwierig und mit großen Ausschussraten begleitet.
Üblicherweise werden bei der Fertigung von Dünnschichtsensoren handels
übliche Gläser in einer Dicke von 100 µm bis 150 µm als Substrate verwen
det. Auf diese Glassubstrate werden die Sensorstrukturen von mehreren
Sensoren aufgebracht. Danach werden in der Regel noch Schutz- und Kon
taktschichten aufgetragen. Durch die Beschichtung werden erhebliche
Spannungen in dem dünnen Glassubstrat erzeugt. Diese Spannungen füh
ren in der Fertigung bereits bei den unzerteilten Glassubstraten zu nicht zu
vernachlässigenden Ausschusszahlen infolge von Brüchen und Rissen. Be
sonders kritisch ist jedoch in diesem Zusammenhang das Zersägen der
konfektionierten Glassubstrate auf die Endmaße der Sensoren. Bei diesem
Arbeitsschritt werden zwangsläufig zusätzliche Spannungen in das Glas
material eingeleitet, die dann nicht selten zum Bruch der Gläser führen. Um
die Ausschussrate in Grenzen zu halten, konnten bisher Glassubstrate nur
mit einer Größe von maximal 2 Zoll × 2 Zoll verwendet werden. Darüber hin
aus erzeugen die oben beschriebenen Spannungen, wenn sie nicht zum
Bruch führen, Verwerfungen der Gläser. Diese unsystematischen Verfor
mungen sind der limitierende Faktor für die Automatisierungsbestrebungen
der Dünnschichtsensorherstellung mit Glassubstraten.
Aus der WO 98/34084 ist ein Verfahren bekannt, bei dem auf einem Glasträ
ger eine zusätzliche Membranschicht aufgetragen wird. Der Glasträger wird
dann auf einer relativ kleinen Teilfläche von der Rückseite her bis zur Memb
ran hin durch einen selektiven Ätzprozess abgetragen. Die Membran, die
aus mehreren Schichten bestehen kann, dient dann gleichsam als Substrat
für die Sensorstrukturen des Heissfilmanemometers. Auf diese Weise kön
nen Dünnschichtsensoren mit geringer Substratdicke hergestellt werden.
Diese extrem niedrigen Substratdicken haben zwar den Vorteil, dass die Ansprechzeit
der Heissfilmanemometer minimiert wird, sie sind aber extrem
empfindlich in Bezug auf mechanische Belastungen. Gerade für die Anwen
dung in Kraftfahrzeugen hat sich diese Bauart als zu wenig robust erwiesen.
In der EP 0043001 B1 wird ein Verfahren zur Herstellung von Feuchtesen
soren in Dünnschichttechnik auf einem Glassubstrat beschrieben. Dabei
wird die Ausgangsdicke des Glassubstrates nach dem Aufbringen der Sen
sorstrukturen nicht weiter reduziert. Es wird sogar durch Auftragen einer Ätz
schutzschicht aktiv ein Abtragen von Glasmaterial aus dem Substrat im Ätz
prozess verhindert. Die Herstellung von Dünnschichtsensoren mit dünnen
Glassubstraten ist daher mit diesem Verfahren äußerst heikel und unwirt
schaftlich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zu schaffen,
das eine wirtschaftliche Produktion von Dünnschichtsensoren auf dünnen
Glassubstraten in hohen Stückzahlen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens erge
ben sich aus den Maßnahmen in den von Anspruch 1 abhängigen Ansprü
chen.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahmen können als Ausgangsmate
rial für das Glassubstrat handelsübliche Glasplatten mit einer Ausgangsdicke
D von 0,3 mm bis 0,9 mm verwendet werden. Im Gegensatz zu den bisher
möglichen Ausgangs-Glassubstratformaten von 2 Zoll × 2 Zoll können durch
das neue Verfahren entsprechende Platten mit einer quadratischen Form
von 4 Zoll Seitenlänge oder runde Platten von 6 Zoll Durchmesser einge
setzt werden. Die Fläche, die bei der Verwendung dieser Plattengrößen für
das Aufbringen der Sensorstrukturen, die eine Kantenlänge von nur wenigen
Millimetern aufweisen, herangezogen werden kann, wird demnach um den
Faktor 4 bis 7 gesteigert. Entsprechend können durch das neue Verfahren
mit vertretbarer Ausschussrate in einem Arbeitsschritt 4 bis 7 mal so viele
Sensorstrukturen aufgebracht und herausstrukturiert werden. Gleichzeitig
resultiert aus diesem Verfahren eine deutlich verringertre Bruchgefahr.
Weitere Vorteile, sowie Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines möglichen Ausfüh
rungsbeispieles anhand der beiliegenden Figuren.
Es zeigt
Fig. 1 schematisch die jeweiligen Verfahrensschritte
zur Herstellung von Dünnschichtsensoren;
Fig. 2a einen Querschnitt durch einen Verbund aus
Glassubstrat und Sensorstrukturen nach dem
Einritzen der Gräben;
Fig. 2b einen Querschnitt durch einen Verbund aus
Glassubstrat und Sensorstrukturen in Verbin
dung mit dem Träger;
Fig. 2c einen Querschnitt durch einen Verbund aus
Glassubstrat und Sensorstrukturen in Verbin
dung mit dem Träger nach dem Schleifen;
Fig. 2d einen Querschnitt durch die umgespannten
fertigen Dünnschichtsensoren.
Die Fig. 1 soll im wesentlichen dazu dienen, den Verfahrensablauf zu er
läutern. In den Fig. 2a bis 2d wird anhand von Querschnitten der Her
stellungsprozess gezeigt. Gleiche Teile sind in den Fig. 2a bis 2d mit
identischen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In dem gezeigten Beispiel werden zunächst auf ein quadratisches Glassub
strat 1 mit einer Ausgangsdicke D von 0,5 mm und einer Kantenlänge von
4 Zoll im Arbeitsschritt S10 Sensorstrukturen 2 aufgebracht. Die Sensor
strukturen 2 sind in diesem Fall für ein Heissfilmanemometer und bestehen
daher aus einem Messwiderstand und einem Heizwiderstand und den dazu
gehörigen Schutz- und Kontaktschichten.
Alternativ hierzu können die Sensorstrukturen 2 auch kammförmige Elektro
den mit einer entsprechenden feuchteempfindlichen Schicht und ggf. zusätz
lichen Schutzschichten für Feuchtesensoren sein.
Definitionsgemäß wird diejenige Seite des Glassubstrates 1, auf welche die
Sensorstrukturen 2 aufgebracht werden als Vorderseite 1.1 bezeichnet. Die
gegenüberliegende Seite des Glassubstrates 1 wird folglich als Rückseite
1.2 benannt. Durch die vergleichsweise große Ausgangsdicke D und die da
mit verbundene hohe mechanische Stabilität des Glassubstrates 1 ist des
sen Handhabung unproblematisch. Selbst nach dem Aufbringen der Sensor
strukturen 2 zeigt das vergleichsweise dicke Gfassubstrat 1 praktisch nie
Risse oder Verwerfungen. Die Sensorstrukturen 2 für ein Heissfilmanemo
meter bestehen beispielsweise aus Molybdän-Leiterbahnen, die durch
Sputtern auf dem Glassubstrat 1 aufgebracht werden. Diese Bahnen werden
danach mit einer Schutzschicht überzogen, die wiederum mit einer Kontakt
schicht aus Gold beaufschlagt wird. Danach werden die entsprechenden
Strukturen durch einen selektiven Fotoätzprozess herausgearbeitet.
Sobald die Herstellung der Sensorstrukturen 2, bestehend aus den oben
genannten Schichten, abgeschlossen ist, wird das Glassubstrat 1 im dar
gestellten Beispiel zwischen den Sensorstrukturen 2 in zwei senkrecht zu
einander liegenden Richtungen eingeritzt (Fig. 2a) Die Tiefe t der so einge
brachten Gräben 1.3 ist dabei so gewählt, dass nach dem unten beschrie
benen Schleifprozess der Rückseite 1.2 des Glassubstrates 1 nur noch die
rechteckigen Dünnschichtsensoren ohne Verbindungsbrücken im Glassub
strat 1 liegen bleiben. Mit anderen Worten ist die Tiefe t der Gräben 1.3 grö
ßer als die Enddicke d des Glassubstrates 1.
Danach wird im Schritt S20 der Verbund aus Glassubstrat und Sensorstruk
turen an dessen Vorderseite mit einem Träger 3 verbunden. Dies erfolgt bei
spielsweise über eine lösbare Aufspannklebeverbindung. Als lösbare Auf
spannklebeverbindung kommt etwa gemäß dem dargestellten Beispiel ein
Schmelzklebstoff in Form eines Wachses 4 in Betracht, das auf der Vorder
seite 1.1 des Verbundes aus Sensorstrukturen 2 und Glassubstrat 1 in flüs
siger oder zähflüssiger Form aufgetragen wird. Die Vorderseite 1.1 wird so
dann gemäß der Fig. 2b mit dem Träger 3, der vorzugsweise ebenso aus
Glas besteht, in Kontakt gebracht. Anschließend lässt man das Wachs 4 ab
kühlen, wobei sich dieses verfestigt, und so eine unverrückbare Verbindung
zwischen dem Träger 3 und dem Verbund aus Sensorstrukturen 2 und Glas
substrat 1 bildet.
Neben Wachsen können auch andere Schmelzklebstoffe, wie zum Beispiel
Kolophonium, oder synthetische Stoffverbindungen, etwa aus der Kategorie
der Polymerverbindungen verwendet werden. Zu einem späterem Zeitpunkt
kann die Verbindung durch Erwärmung auf eine Temperatur oberhalb des
Schmelzpunktes des Klebstoffes wieder gelöst werden.
Als alternative lösbare Aufspannklebeverbindung können beidseitig mit
Klebstoff beschichteten Klebefolien eingesetzt werden. Die Verwendung
dieser Klebefolien hat den Vorteil, dass sich in diese Folien die Sensor
strukturen 2 unter dem Druck der nachfolgenden Abtragprozesse eingraben
können, so dass lokale Druckspitzen in den herzustellenden Sensoren ver
mieden werden können. Selbstverständlich sind mit dem Begriff Klebefolien
auch gleichwirkende flächige Materialen wie etwa Klebegewebebänder oder
klebende Schaumfolien etc. gemeint. Bei diesen Klebefolien können bevor
zugt Folien mit einer Klebebeschichtung verwendet werden, deren Haftkraft
unter Einwirkung von UV-Licht signifikant nachlässt, bzw. verschwindet. Auf
diese Weise kann durch geeignete Bestrahlung die Klebewirkung zum ge
wünschten Zeitpunkt deaktiviert werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Verbindung zwischen dem
Verbund aus Glassubstrat 1 und Sensorstrukturen 2 mit dem Träger 3 auch
durch Unterdruck hergestellt werden. In diesem Fall wird zum Beispiel durch
einen perforierten Träger 3 Luft angesaugt. Sobald das Glassubstrat 1 mit
den Sensorstrukturen 2 mit dem Träger 3 verbunden ist, fällt der Druck auf
der Saugseite der Unterdruckquelle, so dass eine Anpresskraft infolge der
Druckdifferenz zwischen Umgebung und Kontaktfläche entsteht. Damit die
Sensorstrukturen 2 beim Aufspannen auf den Träger 3 nicht beschädigt
werden, ist es zweckmäßig eine geeignete Zwischenschicht aus weichem
Material vorzusehen.
Anschließend wird, gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel, das Sub
stratmaterial in drei Teilschritten (S31, S32, S33) von der Rückseite 1.2 her
bis zur resultierenden Enddicke d des Glassubstrates 1 abgetragen (
Fig. 1).
Die gesamte Rückseite 1.2 des aufgespannten Glassubstrates 1 wird zu
nächst im Schritt S31 mit einem relativ groben Schleifwerkzeug bearbeitet.
Das Ziel des Schrittes S31 ist es, dass der weitaus größte Teil des abzutra
genden Substratmaterials bereits hier entfernt wird, bzw., dass nach S31 die
Ausgangsdicke D kaum größer ist als die anzustrebende resultierende End
dicke d des Glassubstrates 1.
Die Erfindung ist nicht auf eine Bearbeitung der gesamten Rückseite 1.2 des
Glassubstrates 1 eingeschränkt, vielmehr ist in diesem Zusammenhang ein
weitgehend großflächiges Abtragen der Rückseite 1.2 bis auf die resultie
rende Enddicke d des Glassubstrates 1 gemeint. Das heisst, dass flächen
bezogen mindestens 75% der Rückseite 1.2 des Ausgangs-Glassubstrates
dem Abtragprozess ausgesetzt werden. Als Verfahren zur Durchführung des
Abtragens von Substratmaterial können nicht nur Schleif-, sondern auch
beispielsweise Polier- oder Ätzverfahren angewendet werden.
Der erste Abtragschritt dient häufig maßgeblich dazu, den Großteil des Vo
lumens des abzutragenden Substratmaterials, etwa 60% bis 75% oder mehr
zu entfernen. Der Abtragprozess kann bereits nach diesem Schritt abge
schlossen sein, sofern die Enddicke d des Glassubstrates 1 erreicht ist, und
die bearbeitete. Oberfläche eine ausreichende Qualität bezüglich Rauheit
aufweist.
Mit Vorteil wird jedoch im Anschluss an den ersten relativ groben Abtrag
schritt die Rückseite 1.2 im Rahmen des Abtragprozesses in einem zweiten
Schritt (S32) einer weiteren Bearbeitung zur Verminderung der Rauheit un
terzogen. Dadurch sollen Spannungsspitzen infolge von Mikrokerben an der
Oberfläche reduziert werden. Die derart behandelten Glassubstrate 1 sind
dann trotz ihrer geringen Dicke mechanisch relativ unempfindlich. Im Schritt
S32 (Fig. 1) wird deshalb im vorliegendem Ausführungsbeispiel die zuvor
grob geschliffene Rückseite 1.2 einem Feinschliffprozess unterzogen.
Alternativ zum Feinschleifen könnte beispielsweise auch ein Polierprozess
vorgenommen werden. Zur Verminderung der Rauheit der Rückseite 1.2
können auch andere geeigneten Oberflächenbehandlungsmethoden heran
gezogen werden. Diese Schritte können beispielsweise die oben genannten
sein, wobei diese sowohl einzeln, überlagert oder aber auch in beliebig
kombinierter Abfolge durchgeführt werden können.
Eine weitere Steigerung der mechanischen Belastbarkeit der dünnen Senso
ren ist durch einen weiteren Abtragschritt, im vorliegendem Beispiel gemäß
Fig. 1, ein Ätzprozess S33, der Rückseite 1.2 möglich. Durch das Anätzen
in diesem Bereich wird die Oberfläche der Rückseite 1.2 extrem glatt, wo
durch die Kerbspannungsspitzen in größtem Umfang beseitigt werden. Bei
diesem Schritt wird die Rückseite 1.2 des Glassubstrates 1 mit Flusssäure
behandelt. Dadurch werden Mikroerhebungen an der Rückseite 1.2 entfernt,
bis die Enddicke d des Glassubstrates 1 erreicht wird (Fig. 2c). Die derart
behandelten Glassubstrate 1, haben dann eine sehr glatte Rückseite 1.2.
Als Ätzprozesse können alternativ oder ergänzend zu dem gezeigtem Bei
spiel auch Trockenätzprozesse oder Polierätzprozesse angewendet werden.
Die vergleichsweise kleinen Dünnschichtsensoren befinden sich nun nach
dem letzten Abtragschritt unabhängig voneinander einzeln auf dem Träger
(Fig. 2c). Um die Dünnschichtsensoren für die weitere Handhabung zu geeigneten
Stückzahlen zusammenzufassen, werden diese dann in dem ge
zeigten Beispiel auf einen sogenannten Endproduktträger 5 umgespannt
(S40, Fig. 1). Zu diesem Zweck werden die Dünnschichtsensoren an den
Rückseiten 1.2 durch einen Umspannkleber 6 mit dem Endproduktträger 5
verbunden. Die Vorderseiten 1.1 der Dünnschichtsensoren stehen zu die
sem Zeitpunkt noch mit dem Träger 3 durch das Wachs als Aufspannkleber
4 in Verbindung. Ähnlich wie der Aufspannkleber 4, ist auch der Umspann
kleber 6 ein lösbarer Kleber. Allerdings kann in diesem Beispiel der Um
spannkleber 6 im Gegensatz zum als Aufspannkleber 4 - im vorliegenden
Beispiel das Wachs - mit UV-Licht deaktiviert werden.
Es ist grundsätzlich zweckmäßig, dass für die Aufspann- und Umspannkle
ber 4, 6 unterschiedliche Klebertypen herangezogen werden. Insbesondere
ist es vorteilhaft, wenn Aufspann- und Umspannkleber 4, 6 durch unter
schiedliche Maßnahmen oder Wirkprinzipien deaktiviert werden können (UV-
Licht, Wärme). Ebenso können auch Aufspann- und Umspannkleber 4, 6
verwendet werden, deren Wirkung beispielsweise bei unterschiedlichen
Temperaturniveaus nachlässt. Auf diese Weise kann selektiv die jeweilig
gewünschte Klebeverbindung gelöst werden.
Schließlich wird die Verbindung zwischen dem Träger 3 und dem Verbund
aus Glassubstrat 1 und Sensorstrukturen 2. im Schritt S50 wieder gelöst. Zu
diesem Zweck wird eine Erwärmung der Anordnung vorgenommen, so dass
das Wachs 4 eine Temperatur erfährt, die über dessen Schmelzpunkt liegt.
Der Umspannkleber 6 bleibt trotz dieser Erwärmung weiterhin wirksam. Die
fertigen Dünnschichtsensoren sind dann nur noch mit dem Endproduktträger
5 in Kontakt. Gegebenenfalls können auch noch Lötbumps für die An
schlusstechnik der Dünnschichtsensoren platziert werden. Die fertigen.
Dünnschichtsensoren werden zusammen mit dem Endproduktträger 5 ver
sandt.
Die gestrichelten Pfeile in der Fig. 1 sollen zum Ausdruck bringen, dass in
anderen Ausgestaltungen der Erfindung auch entsprechende Arbeitsschritte
übersprungen werden können. Das angeführte Beispiel soll die Erfindung
nicht auf diese Ausführung beschränken. Es kann in dem erfindungsgemä
ßen Verfahren beispielsweise auch nur ein Abtragschritt vorgenommen wer
den, der entweder einer der Prozesse S31, S32, oder S33 ist oder ein ande
res Abtragverfahren umfasst.
Claims (15)
1. Verfahren zum Herstellen von Dünnschichtsensoren, wobei
Sensorstrukturen (2) auf der Vorderseite (1.1) eines Glassubstrates (1) aufgebracht werden,
der Verbund aus Glassubstrat (1) und Sensorstrukturen (2) an des sen Vorderseite (1.1) mit einem Träger (3) verbunden wird,
danach das Substratmaterial von der Rückseite (1.2) bis zu einer resultierenden Enddicke (d) des Glassubstrates (1) weitgehend großflächig abgetragen wird,
schließlich die Verbindung zwischen dem Träger (3) und dem Ver bund aus Glassubstrat (1) und Sensorstrukturen (2) wieder gelöst wird.
Sensorstrukturen (2) auf der Vorderseite (1.1) eines Glassubstrates (1) aufgebracht werden,
der Verbund aus Glassubstrat (1) und Sensorstrukturen (2) an des sen Vorderseite (1.1) mit einem Träger (3) verbunden wird,
danach das Substratmaterial von der Rückseite (1.2) bis zu einer resultierenden Enddicke (d) des Glassubstrates (1) weitgehend großflächig abgetragen wird,
schließlich die Verbindung zwischen dem Träger (3) und dem Ver bund aus Glassubstrat (1) und Sensorstrukturen (2) wieder gelöst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Abtragen des Substratmaterials
mindestens zwei Abtragschritte umfasst, von denen ein erster Abtrag
schritt ein Schleifprozess ist, und mindestens ein nachfolgender Abtrag
schritt das Vermindern der Rauheit der Rückseite umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei ein dem ersten Abtragschritt nachfol
gendem Abtragschritt einen Polierprozess umfasst.
4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei ein dem ersten Abtragschritt nachfol
gendem Abtragschritt einen Feinschleifprozess umfasst.
5. Verfahren nach Anspruch 2, wobei ein dem ersten Abtragschritt nachfol
gendem Abtragschritt einen Ätzprozess umfasst.
6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei vor der Verbindung des Trägers (3)
mit dem Verbund aus Glassubstrat (1) und Sensorstrukturen (2) in das
Glassubstrat (1) von der Vorderseite (1.1) her Gräben (1.3) eingebracht
werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Tiefe (t) der Gräben (1.3) größer
als die Enddicke (d) des Glassubstrates (1) ist.
8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verbindung zwischen dem Trä
ger (3) und dem Verbund aus Glassubstrat (1) und Sensorstrukturen (2)
über eine lösbare Aufspannklebeverbindung (4) hergestellt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Verbindung zwischen dem Trä
ger (3) und dem Verbund aus Glassubstrat (1) und Sensorstrukturen (2)
mit Hilfe eines Schmelzklebstoffes (4) hergestellt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Verbindung zwischen dem Trä
ger (3) und dem Verbund aus Glassubstrat (1) und Sensorstrukturen (2)
mit Hilfe einer Klebefolie hergestellt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verbindung zwischen dem Trä
ger (3) und dem Verbund aus Glassubstrat (1) und Sensorstrukturen (2)
mit Hilfe von Unterdruck hergestellt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, wobei nach dem weitgehend groß
flächigen Abtragen des Glassubstrates (1) der Verbund aus Glassub
strat (1) und Sensorstrukturen (2) an dessen Rückseite (1.2) auf einen
Endproduktträger (5) umgespannt, und über eine lösbare Umspannkle
beverbindung (6) mit demselben verbunden wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, wobei nach dem weitgehend groß
flächigen Abtragen des Glassubstrates (1) der Verbund aus Glassub
strat (1) und Sensorstrukturen (2) an dessen Rückseite (1.2) auf einen
Endproduktträger (5) umgespannt, und über eine lösbare Umspannkle
beverbindung (6) mit demselben verbunden wird.
14. Heissfilmanemometer, hergestellt nach mindestens einem der Ansprü
che 1 bis 11.
15. Feuchtesensor, hergestellt nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis
11.
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DE10063794A DE10063794A1 (de) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | Verfahren zur Herstellung von Dünnschichtsensoren, insbesondere Heissfilmanemometern |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2958754B1 (fr) * | 2010-04-12 | 2012-10-26 | Centre Nat Rech Scient | Capteur a fil chaud de taille sublimillimetrique et procede de realisation associe. |
US8606486B2 (en) * | 2010-06-28 | 2013-12-10 | GM Global Technology Operations LLC | System and method for measuring engine airflow |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3231345A1 (de) * | 1982-08-24 | 1984-03-01 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahren zur herstellung einer messsonde |
US4870745A (en) * | 1987-12-23 | 1989-10-03 | Siemens-Bendix Automotive Electronics L.P. | Methods of making silicon-based sensors |
US5573972A (en) * | 1994-07-29 | 1996-11-12 | Nec Corporation | Method for manufacturing a silicon bonded wafer |
WO1999025019A1 (en) * | 1997-11-11 | 1999-05-20 | Irvine Sensors Corporation | Method for thinning semiconductor wafers with circuits and wafers made by the same |
US5985681A (en) * | 1995-10-13 | 1999-11-16 | Nec Corporation | Method of producing bonded substrate with silicon-on-insulator structure |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3024297C2 (de) * | 1980-06-27 | 1985-08-14 | Endress U. Hauser Gmbh U. Co, 7867 Maulburg | Kapazitiver Feuchtigkeitsfühler und Verfahren zum Herstellen seiner feuchtigkeitsempfindlichen Schicht |
US5543775A (en) * | 1994-03-03 | 1996-08-06 | Mannesmann Aktiengesellschaft | Thin-film measurement resistor and process for producing same |
AT2267U1 (de) * | 1997-02-04 | 1998-07-27 | E & E Elektronik Gmbh | Heissfilmanemometer sowie verfahren zu seiner herstellung |
US20020180605A1 (en) * | 1997-11-11 | 2002-12-05 | Ozguz Volkan H. | Wearable biomonitor with flexible thinned integrated circuit |
DE19851055C2 (de) * | 1998-11-05 | 2001-03-01 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zur Herstellung von monolithisch integrierten Sensoren |
-
2000
- 2000-12-21 DE DE10063794A patent/DE10063794A1/de not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-12-05 US US10/451,583 patent/US20040113751A1/en not_active Abandoned
- 2001-12-05 EP EP01271537A patent/EP1348121A1/de not_active Withdrawn
- 2001-12-05 WO PCT/EP2001/014229 patent/WO2002050527A1/de not_active Application Discontinuation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3231345A1 (de) * | 1982-08-24 | 1984-03-01 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahren zur herstellung einer messsonde |
US4870745A (en) * | 1987-12-23 | 1989-10-03 | Siemens-Bendix Automotive Electronics L.P. | Methods of making silicon-based sensors |
US5573972A (en) * | 1994-07-29 | 1996-11-12 | Nec Corporation | Method for manufacturing a silicon bonded wafer |
US5985681A (en) * | 1995-10-13 | 1999-11-16 | Nec Corporation | Method of producing bonded substrate with silicon-on-insulator structure |
WO1999025019A1 (en) * | 1997-11-11 | 1999-05-20 | Irvine Sensors Corporation | Method for thinning semiconductor wafers with circuits and wafers made by the same |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JP 9264900 A.,In: Patent Abstracts of Japan * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1348121A1 (de) | 2003-10-01 |
US20040113751A1 (en) | 2004-06-17 |
WO2002050527A1 (de) | 2002-06-27 |
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